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Para evaluar la composición físico-química y digestibilidad fecal de nutrientes del fermentado en estado sólido (FES) del fruto de chontaduro (Bactris gasipaes Kunth) de desecho inoculado con yogur natural en cerdos de crecimiento. En muestras de FES de chontaduro se determinó: la temperatura, pH, materia seca (MS), proteína bruta (PB), fibra bruta (FB), cenizas, extracto etéreo (EE), extractos libres de nitrógeno (ELN), energía bruta (EB), y se realizó el estudio de digestibilidad fecal aparente de la MS, PB, FB, ELN y EB con el empleo de 3 cerdos machos castrados Landrace x Duroc x Pietrain de 32 ± 2 kg, los cuales se asignaron a un diseño cuadrado latino de 3*3 y se alimentaron con tres dietas con (0, 20, y 40% de inclusión de FES, respectivamente).
La mayor temperatura del FES se evidenció en los días uno (24.2 oC) y cuatro (23.9 oC). El menor pH se registró en los días cuatro (4.23), ocho (4.23) y quince (4.22). El FES presentó alto contenido de MS (39.6%), PB (6.89%), EE (11.1%), ELN (73.6%), EB (4660 kcal/kg MS) y bajos niveles de FB (3.76%) y cenizas (4.69%). Los mayores coeficientes de digestibilidad de la MS (91.6%), PB (93.2%), FB (77.0%), ELN (93.3%) y EB (92.2%) se obtuvieron con la dieta que incluyó 20% de FES. En conclusión, el fruto de chontaduro fermentado en estado sólido e incorporado en la dieta de cerdos en crecimiento hasta 40% no influyó sobre la digestibilidad aparente de la MS, PB, FB, ELN y EB, constituyendo un alimento alternativo de adecuadas características nutricionales para esta categoría.
Palabras claves: aprovechamiento de nutrientes, ensilado sólido, fruto de desecho, porcinos
To evaluate the physico-chemical composition and fecal digestibility of nutrients from the solid state fermented (SEF) of the fruit of peach palm (Bactris gasipaes Kunth) of waste inoculated with natural yogurt in growing pigs. Peach palm SEF samples were determined: temperature, pH, dry matter (DM), crude protein (CP), crude fiber (CF), ash, ethereal extract (EE), nitrogen free extracts (NFE), gross energy (GE), and the study of apparent fecal digestibility of the DM, CP, CF, NFE and GE was carried out with the use of 3 castrated male pigs Landrace x Duroc x Pietrain of 32 ± 2 kg, which were assigned to a latin square design of 3*3 and fed three diets with (0, 20, and 40% SEF inclusion, respectively).
The highest temperature of the SEF was evident on days one (24.2 oC) and four (23.9 oC). The lowest pH was recorded on days four (4.23), eight (4.23) and fifteen (4.22). The SEF presented high content of DM (39.6%), CP (6.89%), EE (11.1%), NFE (73.6%), GE (4660 kcal/kg DM) and low levels of CF (3.76%) and ash (4.69%). The highest digestibility coefficients of the DM (91.6%), CP (93.2%), CF (77.0%), NFE (93.3%) and GE (92.3%) were obtained with the diet that included 20% SEF. In conclusion, the fruit of peach palm solid state fermented and incorporated into the diet of growing pigs up to 40% did not influence the apparent digestibility of DM, CP, CF, NFE and GE, constituting an alternative food of adequate nutritional characteristics for this category.
Keywords: byproduct, palm tree, solid state fermentation
El cerdo proveniente de líneas comerciales es un animal que necesita alimentos con alto valor nutritivo para expresar su máximo desempeño productivo y su alimentación representa alrededor del 70% del costo total de producción (Méndez et al 2016). En los últimos años, la producción porcina ecuatoriana, que se desarrolla en los sistemas semi-intensivos experimenta fuertes desafíos provocados por la escasa producción de materia prima (maíz y soya) en el país para la elaboración de alimentos balanceados, lo cual incrementa el costo de producción y los productores no tienen rédito económico por su crianza (Caicedo et al 2012). Recientemente los nutricionistas del sector público y privado que trabajan con porcinos se han volcado al aprovechamiento de recursos alternativos para minimizar el coste de producción (Caicedo et al 2019a).
La región amazónica ecuatoriana (RAE) posee una gran diversidad de microclimas que permite el establecimiento de una amplia gama de cultivos que tienen fines de consumo para humanos y animales de interés zootécnico. En la provincia de Pastaza, existe el cultivar de chontaduro (Bactris gasipaes Kunth) el cual se produce dos veces al año en los meses de enero-abril y julio-octubre, la fruta se comercializa fundamentalmente para el consumo humano en su forma fresca, harina, mermeladas y conservas. Sin embargo, tanto el consumo directo como el procesamiento generan residuos (cáscaras, frutas partidas y pequeñas), cuyo potencial agroindustrial no se ha evaluado en la mayoría de los casos (Pinzón et al 2015). Estos residuos normalmente son desechados o empleados en la alimentación de los cerdos sin previo tratamiento lo cual provoca un escaso aprovechamiento de sus nutrientes.
En este entorno, una de las técnicas eficientes para aprovechar estos alimentos constituye la fermentación en estado sólido (FES), la cual, permite obtener alimentos con menor impacto ambiental, debido a la acción de microorganismos eficientes, y al mismo tiempo, enriquecen el valor nutricional de los sustratos para un empleo eficiente en la dieta de los animales (Borras-Sandoval et al 2014; Fonseca-López et al 2018).
Por otra parte, para conocer su potencial de uso en cerdos es necesario realizar estudios de digestibilidad. Existen varias técnicas para determinar el aprovechamiento de los nutrientes, y una de las más empleadas es el método de colecta total. Esta técnica consiste en una medición precisa de la cuantía de alimento ingerido y la cantidad de heces excretadas, y por diferencia obtener la cantidad de nutrientes asimilados por el animal. Por otra parte, el aprovechamiento de nutrientes de un alimento se puede afectar por la salud, edad, raza y estado corporal del animal (Abeledo et al 2014, Mariscal-Landín y Ramírez 2017). El objetivo de este estudio fue evaluar la composición físico-química y digestibilidad fecal de nutrientes del fermentado en estado sólido (FES) del fruto de chontaduro (Bactris gasipaes Kunth) de desecho inoculado con yogur natural en cerdos de crecimiento.
El trabajo de campo se realizó en las instalaciones de la “Granja Agropecuaria Caicedo”, ubicada en la parroquia Tarqui, provincia de Pastaza, Ecuador. La determinación de nutrientes del FES y de las excretas se efectuó en el Laboratorio de Bromatología de la Universidad Estatal Amazónica. La zona de estudio tiene un clima semi-cálido o subtropical húmedo, con precipitaciones pluviales anuales que oscilan entre 4000 y 4500 mm, humedad relativa media de 87%, temperatura mínima y máxima promedio de 20 a 28 ºC, y una altitud de 900 msnm (INAMHI 2014).
La elaboración del FES se hizo con fruto de chontaduro maduro que por su apariencia física y tamaño no cumplió con las exigencias del mercado para consumo humano. El fruto se obtuvo en la parroquia rural Simón Bolívar, comunidad Nuevos Horizontes y se trasladó durante 30 minutos hacia las instalaciones de la “Granja Agropecuaria Caicedo”. Seguidamente, fueron lavados, extraídos la semilla y posteriormente molidos en forma fresca con un molino mixto, provisto de cuchillas y criba de 1.0 cm, para obtener un tamaño de partícula similar. Los restantes ingredientes que conformaron el FES: melaza, polvillo de trigo, sal mineral, carbonato de calcio y yogur natural se adquirieron en el mercado “La Merced” de la parroquia Puyo. En lo posterior, todos los materiales se mezclaron de forma homogénea sobre un plástico en un piso de concreto plano bajo cobertizo durante 10 minutos, y una parte de esta mixtura, se colocó en fundas plásticas Ziploc de 1 kg selladas no herméticas por: 1, 4, 8 y 15 días bajo sombra a temperatura ambiental, para las evaluaciones de laboratorio (Borras-Sandoval et al 2015). El material restante se colocó en bolsas plásticas de 50 kg hasta su uso. La inclusión de materiales en el FES se muestra a continuación en la Tabla 1.
| Tabla 1. Formulación del FES de chontaduro | |
| Materias primas | Inclusión, % |
| Fruta de chontaduro picada | 90.0 |
| Polvillo de trigo | 6.0 |
| Melaza | 2.0 |
| Pecutrín vitaminado# | 0.5 |
| Carbonato de calcio | 0.5 |
| Yogurt natural | 1.0 |
| # Cada kg contiene: calcio 17 a 20%; fósforo 18%; NaCl 0.5 a 1%; magnesio 3.0%; biotina 50 mg; zinc 8000 mg; manganeso 1500 mg; hierro 500 mg; cobre 2000 mg; yodo 160 mg; cobalto 30 mg; selenio 70 mg; vitamina A 300 000 UI; vitamina D3 50 000 UI; vitamina E 100 UI; relación calcio-fósforo 1.3:1; relación zinc-cobre 4:1 | |
Los indicadores de temperatura y pH se determinaron en un total de 12 microsilos en los días 1, 4, 8 y 15 del proceso de fermentación, tres microsilos en cada día de medición. La temperatura en los microsilos se comprobó con un termómetro digital Martini 2012 de precisión ± 0.5 ºC (Caicedo 2013). Para la determinación del pH se utilizó extracto acuoso conformado por una fracción de 25 g de ensilado y 250 ml de agua destilada (Cherney y Cherney 2003).
El estudio se desarrolló según las directrices de bienestar animal de Ecuador (AGROCALIDAD 2017) y el protocolo experimental de acuerdo con Sakomura y Rostagno (2007). Se utilizaron 3 cerdos machos castrados, cruce comercial de Landrace x Duroc x Pietrain, con un peso medio inicial de 32 ± 2 kg. Los cerdos se ubicaron en jaulas metabólicas individuales de 1.0 m x 0.40 m (0.40 m²) provistas de un comedero tipo tolva y un bebedero de chupón, situadas en una nave con paredes exteriores de 1.2 m de altura y piso de concreto. La temperatura ambiente promedio en la nave fue de 25 °C.
Se suministró 0, 20 y 40% de inclusión de FES de fruta de chontaduro en la dieta, respectivamente. Las dietas fueron realizadas según las consideraciones de Rostagno et al (2011) (Tabla 2). Se ajustó el consumo diario de alimento a razón de 0.10 kg de MS/kg de PV0.75. El alimento se ofreció dos veces al día: 08:00 y 16:00 horas dividido en partes iguales. El agua de bebida estuvo disponible a voluntad en bebederos tipo chupón.
| Tabla 2. Constitución y aporte de las dietas experimentales (% BS) | |||
| Ingredientes, % | Niveles de inclusión de FES de chontaduro, % | ||
| 0 | 20 | 40 | |
| Maíz amarillo | 66 | 40 | 15 |
| Harina de trigo | 9.5 | 9.5 | 9.5 |
| FES de chontaduro | - | 20 | 40 |
| Concentrado proteico | 24 | 30 | 35 |
| Premezcla vitamínica Mineral# | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
| Composición proximal | |||
| EB, kcal/ kg MS | 4426 | 4347 | 4342 |
| PB, % | 15.8 | 15.6 | 15.2 |
| FB, % | 3.62 | 4.15 | 4.64 |
| # Premezcla de vitaminas y minerales para cerdos en crecimiento (Vit A, 2 300 000 UI; Vit D3, 466 667 UI; Vit E, 5000 UI; Vit K3, 667 mg; Vit B1, 333 mg; Vit B2, 1000 mg; Vit B6, 400 mg; Vit B12, 4000 μg; Ácido fólico, 67 mg; Niacina, 6660 mg; Ac. Pantoténico, 4000 mg; Biotina, 17 mg; Colina, 43 g; Hierro, 26 667 mg; Cobre, 41 667 mg; Cobalto, 183 mg; Manganeso, 16 667 mg; Zinc, 26 667 mg; Selenio, 67 mg; Yodo, 267 mg; Antioxidante 27 g; Vehículo qsp, 1000 g) | |||
El período experimental duró 30 días, dividido en tres periodos de 10 días cada uno, se utilizaron los primeros cinco días para la adaptación de los cerdos a las dietas, y las excretas se recolectaron completamente de forma individual, durante los cinco días sucesivos de acuerdo a la metodología de Caicedo et al (2017). El alimento se distribuyó en dos raciones iguales: mañana y tarde.
Durante la fase experimental se controló el peso del alimento ofertado, así como el rechazo, para comprobar el consumo diario del alimento. Las excretas se almacenaron en congelación a -20 °C, y al finalizar el período de recolección se mezclaron y se tomó una alícuota de 10%. Las heces se dispusieron en una estufa de 60 °C durante 72 h. Posteriormente, se pesaron, molieron y analizaron (Ly et al 2009). Los coeficientes de digestibilidad aparente de los nutrientes de las dietas se determinaron según la fórmula: Digestibilidad del nutriente (%) = (Nutriente consumido - Nutriente excretado/ Nutriente consumido) * 100.
Los análisis químicos se efectuaron en el FES de 4 días post-elaboración y en las excretas, todos los análisis se realizaron en el Laboratorio de Bromatología de la Universidad Estatal Amazónica. Se determinó la materia seca (MS), fibra bruta (FB), cenizas, proteína bruta (PB), extracto etéreo (EE) y extractos libres de nitrógeno (ELN), según los procedimientos de AOAC (2005). La energía bruta (EB) para cerdos se estimó de acuerdo con Ewan (1989).
Para analizar los datos de temperatura y pH se empleó un diseño completamente aleatorizado. En los datos de composición química se utilizó estadística descriptiva y se determinó la media y desviación estándar. Para el procesamiento de los coeficientes de digestibilidad de nutrientes se utilizó un diseño cuadrado de 3*3. Para el análisis de los resultados se utilizó el paquete estadístico InfoStat versión 2012 (Di Rienzo et al 2012). En los casos necesarios los valores medios se compararon mediante la dócima de Duncan (1955) con (p<0.05).
En la Tabla 3 se muestra el comportamiento de la temperatura del ensilado de chontaduro durante los días de conservación. El mayor valor se obtuvo en los días uno y cuatro, y no difirieron con el día ocho, y el menor valor se presentó el día 15. En relación al pH, el mayor valor se presentó en el día uno, y a partir del día 4 hasta el 15 se estabilizó.
| Tabla 3. Comportamiento de la temperatura del FES de chontaduro | ||||||
| Días | ESM | p | ||||
| 1 | 4 | 8 | 15 | |||
| Temp. °C | 24.2a | 23.9a | 23.7ab | 23.0b | 0.25 | 0.046 |
| pH | 5.33a | 4.23b | 4.23b | 4.22b | 0.03 | <0.0001 |
| ab Letras distintas indican diferencias a nivel de p<0.05 | ||||||
Los mayores valores de temperatura presentaron los días uno y cuatro, esto se debe probablemente a la actividad bacteriana (Sánchez et al 2018), estos microorganismos a consecuencia de la actividad metabólica producen un incremento de la temperatura en los silos (Peláez et al 2008), especialmente en las zonas internas del sustrato (Dalsenter et al 2005). Por otra parte, el incremento térmico puede afectar directamente al crecimiento, germinación de las esporas y/o formación del producto (Borreani et al 2017). No obstante, Castillo y Barrera (2013) afirman que en la FES la temperatura óptima depende de los microorganismos que se desarrollan en el proceso, por lo general el rango óptimo se encuentra entre 20 a 40 °C para el crecimiento de levaduras (Saccharomyces cerevisiae y Candida utilis) y para las bacterias acido lácticas (BAL) 30 °C.
El pH es uno de los factores más críticos en los procesos de fermentación ya que influye directamente sobre la calidad del alimento obtenido (Borreani et al 2017). Diferentes estudios señalan que el pH se debe estabilizar dentro de los primeros 4 días de fermentación para no tener afectación sobre la degradación de la materia seca y lograr una conservación del producto por largo tiempo (Borras-Sandoval et al 2017). La pronta estabilización del pH se debe a la acción de las BAL. Triana et al (2014) señalan que las BAL producen ácidos orgánicos que son los responsables de la correcta fermentación del FES y se encuentra estrechamente relacionado con el descenso del pH (Ramírez et al 2011; Salgado et al 2012).
El FES de chontaduro presentó alto contenido de MS, PB, EE, ELN, EB, y bajos niveles de FB y cenizas (Tabla 4).
| Tabla 4. Composición química del FES de chontaduro | ||
| Nutrientes | Media | DE |
| MS, % | 39.6 | 0.53 |
| En base seca, % | ||
| PB | 6.89 | 0.10 |
| EE | 11.1 | 0.44 |
| FB | 3.76 | 0.44 |
| ELN | 73.6 | 1.00 |
| Cenizas | 4.69 | 0.07 |
| EB, kcal/kg MS | 4660 | 23.1 |
Tomich et al (2003) sugieren que un ensilado de buena calidad debe contener un valor de 35 a 40% de MS, esto ayuda a inhibir el desarrollo de microorganismos putrefactivos del alimento. En cuanto al tenor de PB, el FES presentó mayor contenido con respecto a la fruta en estado natural (Leterme et al 2005). El mayor valor de PB registrado en el FES se debe probablemente a proteína unicelular que se desarrolla en este proceso (Borras -Sandoval et al 2015). El contenido de extracto etéreo del FES de chontaduro fue alto lo cual se asocia directamente a la presencia de grasa de la fruta (Espitia et al 2013). El tenor de fibra del FES de chontaduro fue bajo, óptimo para uso en dietas de cerdos en crecimiento (Rostagno et al 2011). El FES presentó un contenido alto de ELN, esto se relaciona con la cantidad de carbohidratos que posee la materia prima empleada (Parra 2010; Espitia et al 2013). El FES de chontaduro presentó mayor contenido de cenizas con respecto a la fruta en su estado natural. Fonseca-López et al (2018) mencionan que este cambio puede atribuirse a la inclusión de carbonato de calcio. El valor de la energía bruta del FES de chontaduro fue alto en comparación con ensilados de otras materias primas como el tubérculo de taro y la raíz de yuca (Caicedo et al 2017; Olufunke y Ogugua 2013), convirtiendo a este producto en una excelente fuente de energía para cerdos.
Los mejores coeficientes de digestibilidad de la MS, PB, FB, ELN y EB exhibió el tratamiento que se incluyó 20%, seguido por los tratamientos 0 y 40% sin diferencias entre ambos, respectivamente (Tala 5).
| Tabla 5. Digestibilidad fecal de nutrientes del FES de chontaduro | |||||
| Nutrientes | Niveles de inclusión de FES de chontaduro, % | ESM | p | ||
| 0 | 20 | 40 | |||
| MS, % | 90.27b | 91.65a | 90.23b | 0.13 | 0.025 |
| PB, % | 92.29b | 93.23a | 92.24b | 0.06 | 0.011 |
| FB, % | 75.40b | 77.04a | 75.06b | 0.10 | 0.008 |
| ELN,% | 91.25b | 93.30a | 91.24b | 0.14 | 0.014 |
| EB, % | 90.38b | 92.25a | 90.38b | 0.08 | 0.006 |
| ab Letras distintas indican diferencias significativas para P<0.05 | |||||
La inclusión de hasta 40% de FES de chontaduro en la dieta de cerdos en crecimiento no afecto la digestibilidad de los nutrientes con respecto a la dieta que no incluyó FES. Resultados similares en relación al aprovechamiento de la MS, PB, FB, ELN y EB fueron reportados por Caicedo et al (2018) y Caicedo et al (2019b) en cerdos de crecimiento alimentados con harina y con FES de tubérculos de taro. Ly et al (2014) señalan que esto se debe al procesamiento que reciben los subproductos antes de su uso. Otros estudios manifiestan que el alto aprovechamiento de nutrientes se corresponde con la proteína unicelular (bacterias, levaduras, hongos) (Zhang et al 2013) y con el bajo tenor de fibra del alimento. Al respecto, Bertechini (2013) manifiesta que en la etapa de crecimiento se puede incluir hasta 5% de fibra en la dieta sin causar efecto negativo sobre el aprovechamiento de los nutrientes.
Se agradece al personal técnico de la Granja Agropecuaria Caicedo y del Laboratorio de Bromatología y Química de la Universidad Estatal Amazónica por el apoyo brindado para el desarrollo de esta investigación.
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Received 1 August 2019; Accepted 16 August 2019; Published 1 September 2019